IEEE802.11无线局域网标准研究

８０２．１ｌ一１９９７是最初的ｌＥＥＥ ８０２．１ｌ标准，工作于 ＧＨｚ的ｌｓＭ频段。它主要用于解决办公室
２．４００ ０—２．４８３ ５
高速物理口ｌ
ｍ画坐黑 巫巫附
高速物理崮ｌ
层扩展
璺篓曼
螽ｆ
嚣Ｉ
局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要限于 数据访问，最高传输速率根据调制方式的不同分为ｌ、２
ａ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｋ在无线电资源管理方面进行修订，为
ｓｐｅｃｔｍｍ，ＦＨＳＳ）三种传输
技术；ＭＡｃ层主要引入了带冲突避免的载波侦听多址接入
（ｃａ而ｅｒ鸵砸ｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃ∞ｓ ｗｉｔ｝ｌ ｃｏｌ“ｓｉｏｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ，ＣＳＭＡ／
ｗＬＡＮ信道选择、漫游服务和传输功率控制提供标准。
８０２．１１ｈ
ｗБайду номын сангаасＡＮ的量度
８０２．１ｌ的ＭＡＣ层以增加管理帧的安全性。 ｎ）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ常常被用于表示ＩＥＥＥ ８０２．１１系列标准，
而且ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｘ容易与基于端口的网络接入控制标准
ＩＥＥＥ
８０２．１ｘ混淆，因此被保留而不被采用。
ｏ）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｙ致力于使大功率的ｗＬＡＮ设备能够在美‘ 国的３ ６５０—３ 无线设备。
ｃ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｍ主要是对ｌＥＥＥ ８０２．１１家族规范进行维
物理层 ８０２．１ｌ—１９９７物理层采用ＩＲ、ＤＳＳｓ或ＦＨＳＳ技术。
护、修正、改进，以及为其提供解释文件。８０２．１ｌｍ中的ｍ表 示ｍａｉｎｔｅｎ肋ｃｅｏ
ｄ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｎ致力于将ｗＬＡＮ的传输速率从５４ Ｍｂｐｓ
ＩＥＥＥ
最高传输速率根据调制方式的不同分为１和２ Ｍｂｐｓ两种。
１）ＩＲ
ＰＨＹ采用接近可见光的８５０一９５０姗信号。它无
ＩＥＥＥ
服欧洲卫星、雷达在５ ＧＨｚ的干扰而提出的。它在ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ的基础上增加了动态频率选择（ＤＦＳ）和发送功率控制 （，ｒＰＣ）‘＂。 ｊ）ｌＥＥＥ ８０２．１１ｉ在２００４年６月获得通过，是对ＭＡＣ层在 安全性方面的增强，与ＩＥＥＥ ８０２．１ｘ一起，为ｗＬＡＮ提供认证 和安全机制Ｈ Ｊ。 ｋ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｊ在２００４年９月获得通过，是专门针对日 本４．９—５ ＧＨｚ无线应用所作的修订哺］，融合了日本对８０２．１ｌａ 标准的扩展规则。 已经发布的标准和修正案的发展轨迹及层次模型如图２ 所示。其中，ＩＥＥＥ ８０２．“ａ和ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ是两种互不兼容 的高速物理层扩展。从修正案之间的关系来看，ＩＥＥＥ
剪Ｉｇ‰姆矿Ｐ缸拈＆死如ｃ０册础础埘如珊，既驰昭１００８７６，傩ｉＭ）
Ａ搬憎ｃｔ：’１１１ｉｓ
ｔｉｏｎｓ．
ｐａｐｅｒ
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ｉｎｔｍｄｕｃｅｄ ａｌｌ ｔｈｅ ＩＥＥＥ ８０２．１１∞ｒｉｅｓ ｓｔａｎｄａｒｄ８，ａｎｄ ｒｅ踞ａｒｃｈｅｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｈｉｓｔｏｒｉｅｓ ａｎｄ ｒｅＩａ－
（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ
ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ，０ｓ１）参考模型的下三层，即通信
子网层，如图ｌ所示。ＷＬＡＮ只包括物理层和数据链路层的功 能；ＷｗＡＮ还包括网络层的功能¨ｊ。
频段高速物理层规范。
ｃ）ＩＥＥＥ ８０２，ｌｌｂ在１９９９年９月获得通过，是２．４ ＧＨｚ频
——哑圆巨圆
ｚｆ ±ｌ 网络层卜＿—’—厂、—＇—叫
ｏｎ
ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｍｅｄｉａ
ａｒｅａ
ａｃｃｅｓ８
ｌａｙｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ８０２．１ｌｎ
ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ｗＬＡＮ）；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ；ＩＥＥＥ ８０２．１１９；ＩＥＥＥ
０
引言
ＩＥＥＥ
基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０６０２００５）
作者简介：李浩，男，湖北武汉人，硕士，主要研究方向为无线局域网（ｂｕｐｄｊｈａ０＠ｇｒｎａｉｌＩ ｃｏｍ）；高泽华，男，副教授，博士．主要研究方向为无线通 信网、光网络；高峰，男，博士研究生，主要研究方向为无线通信网；赵荣华，男，教授，硕士，主要研究方向为光通信、智能交通系统、射频识别．
Ｍｂｐｓ。
在ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ一１９９７中，物理层主要定义了红外线（ｉ曲甜ｅｄ， ＩＲ）、直接序列扩频（ｄｉｒｅｃｔ∞ｑｕｅｎｃｅ 跳频扩频（ｆｌ明ｕｅｎｃｙ
ｈｏｐｐｉｎｇ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｒｅａｄ
已经发布的ＩＥＥＥ ８０２．１１标准及修正案的发展轨迹及层次模型
ｓｐｅｃｔｍｍ，ＤＳＳＳ）和
２．２制定过程中的修正案和操作规程建议
ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ ＭＡＣ
ＤＬＳ）的研究。
墨
ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｅ
Ｑｏｓ 安全性
柔譬累・ 蓊慧．－
适应各国翘 地区需求．
ＩＥＥＥ ８０２．１１ｉ
萋ｔ 萄Ｉ
驼ｌ 撩 黑▲
３几种常见的ＩＥＥＥ ８０２．１１标准
３．１ ＩＥＥＥ ８０２．１１—－１９９７【７】 ＩＥＥＥ
高速物鼍
层规范’
图２
蠢
Ｙ
ＩＥＥＥ ８０２．１ １—１９９７ ＭＡＣ
网络层
段的高速物理层扩展。
ｄ）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｃ在１９９８年９月获得通过，修订了ＩＥＥＥ
ｌｉ［睦萝受崆蠖
ＷＬＡＮ的两个典型标准是ＩＥＥＥ ８０２．１１系列标准和Ｈｉ－ ｐｅｒＬＡＮ系列标准。本文只介绍ＩＥＥＥ ８０２．１１系列标准。
收稿日期：２００８—０８—２４；修回日期：２００８．１０一１５
ｔ舢ｓｉｔｉｏｎ，
ｐｏｉｎｔ，ＡＰ）间的互操作性。它是一个实验用的操作规程建
ＦＢＴ）的研究，目的是为了研究实现支持时延敏感业务的快速 切换技术【６Ｊ。 ｉ）ＩＥＥＥ
Ｍｅｓｈ
议，于２００６年２月３日被ＩＥＥＥ ８０２执行委员会批准撤销。 ｈ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ在２００３年６月获得通过，是２．４ ＧＨｚ频 段比ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ更高速率的物理层扩展，它对ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ后向兼容。
ｉ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｈ在２００３年９月获得通过，主要是为了克
ｎ删，ｗＭＮ）的修订草案。它建立在现有的ＩＥＥＥ
８０２．１１
８０２．１ｌ ｓ是一个ＪＥＥＥ
８０２．１Ｊ无线网状网（谢ｒｅｌｅｓ８
８０２．１ｌａ／ｂ／ｇ和ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｉ的基础上，同时具有自动发现、
自动配置和自愈的功能。 ｊ）ＩＥＥＥ ８０２．“Ｔ定义了测试ＩＥＥＥ 和方法。 ｋ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｕ增加了一些特性，以提高ｗＬＡＮ与其他 网络（如ＧＳＭ、Ｅｄｇｅ、ＥＶ・Ｄ０等）的交互性。 １）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｖ是无线网络管理标准。 ｍ）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｗ受保护的管理帧的标准，致力于改进
ＩＥＥＥ ＩＥＥＥ
ｗＬＡＮ标准工作组。经过十几年的发展，ＩＥＥＥ ８０２．１１逐渐形 成了一个家族，其中既有正式标准，又有对标准的修正案。
ＩＥＥＥ
８０２．１ｌ标准依靠修订案来进行更新。 已经发布的标准、修正案和操作规程建议
ａ）ＩＥＥＥ ８０２．１１一１９９７在１９９７年６月获得通过，定义了在
８０２．１１系列标准的层次模型，并对ｌＥＥＥ ８０２．１ｌ以及 ８０２．“ａ／ｂ／ｇ／ｎ几种常见的ＩＥＥＥ
（ｉｎｔｅｒ－ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ ｐｍｔｏｃ０１），以实现不同供应商的接入点（ａｃ・
ｃｅｓ８
ｔ锄８，ＩＴＳ）的应用。
ｇ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｑ由于会与ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑ虚拟局域网中继 （ＶＬＡＮ ｔｍｎｋｉｎｇ）混淆，被保留而不被采用。 ｈ）ＩＥＥＥ
８０２．“ｒ致力于进行快速切换（‰ｔ
Ｂｓｓ
ａｓ
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ Ｉｈｅ ｌａｖｅｒ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ ８０２．１ ｌ ｓｅｒｉｅｓ ｓｔａｎｄａｒｄｓ． Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ａｎｄ ａｎａＩｖｚｅｄ ｏｒｄｉｎａｒｖ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｓｕｃｈ
ＩＥＥＥ ８０２．１１，ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ，ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ，ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ ａｎｄ ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｎ，ｅｓｐｅｃｉａⅡｙ ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏ— ｇｉｅｓ
ｎｅｔｗ诎，
１ｌ—２００７标准之外，以下所有标准都是对ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ的修正 案。ＩＥＥＥ ８０２．“Ｆ和ＩＥＥＥ ８０２．１１Ｔ之所以将字母Ｆ和Ｔ大 写，是因为它们不是标准，只是操作规程建议。
ｂ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ在１９９９年９月获得通过，定义了５ ＧＨｚ
ｗｗＡＮ）和无线局域网。两者的区别主要在于数据传输范围 不同（但界限并不十分明显）。无线网络工作在开放系统互连
８０２．１
２．１
ｌ标准进行了研
究和分析。
１
２．４ ＧＨｚ
ＩＳＭ（ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｃｉｅｎ曲ｃ ｍｅｄｉｃａｌ）频段的物理层（ＰＨＹ）
无线网络分类
无线网络可以分为无线广域网（诮ｒｅｌｅｓｓ ｗｉｄｅ
ａｒｅａ
和媒质访问控制层（ＭＡｃ）规范。需要说明的是，除了ＩＥＥＥ
８０２．１１Ｆ和ＩＥＥＥ ８０２．１１Ｔ这两个操作规程建议及ＩＥＥＥ ８０２．
ｂ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｌ（１ｌＬ）字样与安全规范的（１１ｉ）容易混淆，
ｃＡ）协议和请求发送／允许发送（ｒｅａｄｙ
ｔｏ
ｓｅｎｄ／ｃｌｅ盯ｔｏ ｓｅｎｄ，
Ｒ１ⅣＣＴｓ）协议等。这些技术和协议是后续标准的基础，尤其
是ＤＳＳＳ、ＣＳＭＡ／ＣＡ和Ｒ１ｓ／Ｃ髑。
３．１．１
并且很像（１１１），因此被放弃编列使用。
２
ｌＥＥＥ
８０２．１１系列标准
８０２．１１
８０２．１ｌ系列标准是无线局域网（ｗＬＡＮ）中应用最广
１９９０年。ＩＥＥＥ ８０２标准化委员会成立了ＩＥＥＥ
的标准，从推出至今，走过了十几年的发展历程，如今已日趋 成熟，应用越来越广，成为了无线网络中的宠儿。本文从发 展历程的角度人手，介绍了ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ全系列标准，建立了
ｐ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｚ致力于直接链接设置（ｄ如ｅｃｔ ｌｉｎｋ∞ｔＩＩｐ，
７００
ＭＨｚ频段工作，这个频段中已经存在多种
和ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｊ主要是在ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ的基础上进行修改，
使之适应各国和地区的需要；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ主要是在ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ的基础上进行修改，满足更高速率的需要。
８０２．１Ｄ的ＭＡＣ层桥接标准，加入了与ＩＥＥＥ ８０２．１１无线设备 相关的桥接标准，目前已经是ＩＥＥＥ ８０２．１Ｄ－＿２００４的一部分。
ｅ）ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｄ在２００１年６月获得通过，在ＰＨＹ层加入
了必要的需求和定义，使其设备能根据各国的无线电规定作调 整，从而能在不适合ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ现有标准的国家和地区中使
中图分类号：ＴＮ９２５．９３；ＴＰ３９３．０４
文献标志码：Ａ
文章编号：１００ｌ一３６９５（２００９）０５．１６１６－０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｏｎ
ＩＥＥＥ ８０２．１１ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ
ｕ Ｈａ０８，ＧＡｏ ｚｅ，ｈｕａ。，ＧＡｏ
ａｒｅａ
ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｓｔａｎｄａｒｄｓ
Ｆｅｎ矿，２ＨＡｏ
Ｒｏｎｇ．ｈｕａ。
８０２．１ｌ、ＩＥＥＥ ８０２．１ｌａ、ＩＥＥＥ
８０２．“ｂ、ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ和ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ
这几种常见标准，并对相应物理层和媒质访问控制层的关键技术作了重点分析。 关键词：无线局域网；ＩＥＥＥ
８０２．１１；ＩＥＥＥ
８０２．１１ａ；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｂ；ＩＥＥＥ ８０２．１ｌｇ；ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ
万方数据
第５期 用‘２１。
李
浩，等：ＩＥＥＥ ８０２．１１无线局域网标准研究
・１６１７・
修订草案，以支持智能交通系统（ｉｎｔｅＵ培ｅｍ ｔｒａ鹏ｐｏｎａｔｉｏｎ
ｓｙｓ－
ｆ）ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅ在２００５年９月获得通过，定义了ＭＡＣ层 ＱｏＳ功能。 ｇ）ＩＥＥＥ ８０２．１１Ｆ在２００３年６月获得通过，定义了ｌＡＰＰ
第２６卷第５期 ２００９年５月
计算机应用研究
ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｌｌｅｓｅａＩ℃ｈ
Ｖ０１．２６ Ｎｏ．５ Ｍａｖ ２００９
Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８０２．１
１无线局域网标准研究术
李浩８，高泽华８，高峰６，赵荣华。
（北京邮电大学ａ．信息与通信工程学院；ｂ．电子工程学院；ｃ．光通信与光电子学研究院，北京１００８７６） 摘要：介绍了ＩＥＥＥ ８０２．１ｌ全系列标准，研究了ＩＥＥＥ ８０２．１１系列各标准的发展轨迹和相互关系，建立了该系 列标准的层次模型。研究并分析了ＩＥＥＥ